CPEFS模式产品在西藏一次人影服务保障过程中的检验

2021-10-14德吉白玛益西卓玛阿旺白姆

西藏科技 2021年9期

德吉白玛益西卓玛阿旺白姆

（1.西藏自治区人工影响天气中心，西藏拉萨 850000；2.山南市气象局气象台，西藏山南 856000）

0 引言

人工影响天气（以下简称“人影”）作为气象防灾减灾的重要手段，在减轻和预防气象灾害等方面发挥的作用越来越大［1］。其内涵是合理利用气候资源，在适当的环境条件下，通过雷达、卫星、气象监测系统、气象观测站等气象技术的辅助，利用飞机、高炮工具以及火箭等对大气中的局部云体部位发射干冰、碘化银等，使其发生物理、化学等变化由此实现预期的气象影响，实现增雨（雪）、防雹等目的的活动，从而减轻或避免气象灾害对人民生活、生产造成的经济损失和影响。使人类抵御自然的能力得到提升，保证农事活动以及其他社会活动的落实具备更强的灵活性。当前大型社会活动日新月异，人影作业可以有效地起到辅助作用，为推进大型社会活动顺利进行，人影服务保障作业可以有效满足一些重大的社会活动对天气有特殊的要求，在技术条件、天气条件和后续保障物资设备均具备的情况下，可适时通过人影作业满足重大社会活动顺利进行所需求的天气条件［2-3］。

目前，就西藏人影业务而言，可用的CAMS 人影模式产品有两种：CPEFS 模式和GRAPES_CAMS 模式。CPEFS 模式以中尺度天气数值模式WRF（V3.5）为动力框架，耦合中国气象局人工影响天气中心研发的云降水显式方案（CAMS 云分辨方案），开发出人工影响天气数值产品，形成云降水显式预报系统（CPEFS_V1.0），模式系统产品主要有4 大类，包括云宏观场、云微观场、云垂直结构和降水场。与2014 年业务运行的MM5_CAMS 和GRAPES_CAMS 人工影响天气模式预报产品相比，增加了云量、相对湿度、雷达反射率、雷达组合反射率、云底高度、云底温度等7 个预报物理参量［4］。

本文选取2018 年8 月26 日在山南市乃东区举办的第二届中国西藏雅砻文化节的人影服务保障的天气过程，从环流场、云系宏观特征、卫星反演、降水等方面检验分析了CPEFS 模式预报产品对本次天气过程的预报准确性。

1 天气过程分析

2018年8月26日20时，ECMWF 500hPa环流场中高纬度呈“两槽一脊”型，西藏高原为明显的“鞍型场”，西藏自治区山南市乃东区处在高空槽前，受西南气流控制，南部水汽输送条件较好。200hPa高空天气图上处于高压底部偏东北风控制，且高低空存在风场切变（图1），因此该时段内出现对流性天气的可能性较大。

图1 2018年8月26日20时500hPa和200hPa高度场和风场

2 模式产品检验

针对山南市乃东区人影作业，选取开幕式当日14、17 和20 时三个时刻（北京时）的CPEFS 模式预报云宏观场的云带产品（图2）、云顶高度和云顶温度与FY2 反演云产品进行对比分析。图中FY2 反演云产品黑体亮温的色标值范围在-70～70℃之间，CPEFS 模式预报云带的色标值范围在0.01～80mm 之间。

图2 卫星反演的黑体亮温（左）与CPEFS预报的云带（右）

从FY2 反演产品黑体亮温上可以看出：云系自西南向东北方向移动，26 日14 时移至山南东南部，云层较薄，黑体亮温在-40℃左右；17时随着云系东移北上至山南东北部；云层增厚，黑体亮温在-60℃左右；20时云系减弱。

从模式预报的云带产品可以看到：26 日14 时山南市周边有一定的云系覆盖但分布较为分散，与实况相比，位置、云带覆盖范围及移向较为一致；17时云带继续自西南向东北方向移动，山南东北方向的云系与实况较为一致，而西南方向的云系较实况略弱，覆盖范围略小；20 时云带移至山南东南部，与实况相比略偏东。

由此可见，模式预报山南范围内的云系发展演变、云系位置、移向与实况相比较为一致，云系均自西南向东北方向移动，但模式预报的云系整体比实况略偏慢。

针对山南市不同时刻云系的发展阶段，对比三个时刻的CPEFS 模式预报的云顶高度（温度）和卫星反演的云顶高度（温度）产品（图3、图4），来检验云系的宏观特征。图中FY2 反演云产品云顶高度和CPEFS模式预报云顶高度的色标值范围在1～16km之间，FY2反演云产品云顶温度和CPEFS 模式预报云顶温度的色标值范围在-80～20℃之间。